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1、xx 航空航天大学课程设计论文 基于 PLC 电梯监控系统设计1目目 录录0. 前言 .21. 电梯控制系统的工作原理 .32. 四层电梯控制系统的硬件配置 .32.1 PLC 简介.32.2 硬件系统结构.32.3 四层电梯控制系统的 I/O 分配.43 四层电梯控制系统软件设计 .53.1 S7-200 软件简介.53.2 四层电梯控制系统程序与分析.54 四层电梯控制系统监控界面的设计 .184.1 组态王工控软件简介.184.2 定义数据词典.184.3 用户界面的制作.204.4 命令语言的编写.20课程设计体会 .37参考文献 .38xx 航空航天大学课程设计论文 基于 PLC 电
2、梯监控系统设计2基于 PLC 的电梯监控系统设计xxx xxx 航空航天大学自动化学院摘要：摘要：电梯是目前人们生活中比较常见的升降机，是提高生产发展速度和改善人们生活条件的不可缺少的工具。电梯是一个复杂的控制系统，它不仅包括机械传动系统，还有计算机控制系统和许多土木工程领域的问题。对于提高电梯的安全可靠性，改善电梯的运作过程，同时还能协调各种资源使电梯系统达到最节能的控制方案，已经成为了如今电梯发展的具有深远意义的课题。本文是基于 PLC 的电梯监控系统的设计，该系统具有控制监控的功能，同时能进行双向控制，是具有实用价值的控制系统。关键词：PLC；电梯；梯形图；组态软件；命令语言 0. 前言
3、电梯是目前人们生活中比较常见的升降机。随着社会的发展与进步，更多的工业生产、住宅、高层建筑都对电梯提出了更高的要求。电梯一时成为提高生产发展速度和改善人们生活条件的不可缺少的工具。电梯是一个复杂的控制系统，它不仅包括机械传动系统，还有计算机控制系统和许多土木工程领域的问题。同时，随着工业现代化的不断推进，对电梯的设计也要考虑到美学、舒适感等满足人们感性需要的方面。此时，对于提高电梯的安全可靠性，改善电梯的运作过程，同时还能协调各种资源使电梯系统达到最节能的控制方案，已经成为了如今电梯发展的具有深远意义的课题。1. 电梯控制系统的工作原理电梯主要是由门和上下升降的轿厢组成，同时还有一些辅助轿厢上
4、升和下降的电机还有控制门开门关的传感器与行程开关等。开始运行电梯系统时电梯返回一层，当有呼叫信号的时候电梯开始响应呼救信号。在电梯上升的过程中电梯优先呼应各层的上升呼叫信号和高层的内选信号，如果有反向的先不响应直到其上方无呼叫信号或其上方的呼叫信号响应完毕时才响应。当电梯响应某一层的呼叫信号时电梯自动开门，然后延时 2s关门。如果在某一层停层，可以用手动开门或关门。一旦在行车过程中不能手动开关门。同时在电梯运行过程中不能开门。电梯的有效运行时间控制在 8s 内，如果电梯在上升或下降的过程中运作时间超限，电梯则自动停车停止运行。当电梯没有内外选择信号，电梯则返回一层待命。xx 航空航天大学课程设
5、计论文 基于 PLC 电梯监控系统设计32. 四层电梯控制系统的硬件配置2.1 PLC 简介简介可编程序控制器，英文称 Programmable Controller，简称 PC。但由于 PC 容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的
6、产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的 PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。2.2 硬件系统结构硬件系统结构PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电
7、源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC 是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC 运行时，CPU 根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC 的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段：PLC 在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存
8、器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC 在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。2.3 四层电梯控制系统的四层电梯控制系统的 I/O 分配分配四层电梯系统需要 20 个输入 16 个输出，属于多输入多输出系统。跟据 PLC 可编程xx 航空航天大学课程设计论文 基于 PLC 电梯监控系统设计4逻
9、辑控制器的特点，需要将电梯中的各层响应按钮定义为输入信号，将指示各层停止位的指示灯定义为输出刷新信号。如下表所示。表 1 四层电梯输入输出 I/O 分配序号名 称输入点序号名 称输出点0一层内呼I0.00一层内呼指示Q0.01二层内呼I0.11二层内呼指示Q0.12三层内呼I0.22三层内呼指示Q0.23四层内呼I0.33四层内呼指示Q0.34一层外呼上I0.44一层外呼上指示Q0.45二层外呼下I0.55二层外呼下指示Q0.56二层外呼上I0.66二层外呼上指示Q0.67三层外呼下I0.77三层外呼下指示Q0.78三层外呼上I1.08三层外呼上指示Q1.09四层外呼下I1.19四层外听下指示
10、Q1.110开门开关I1.210电梯上行Q2.011关门开关I1.311电梯下行Q2.112一层平层I1.412门电机开Q2.213二层平层I1.513门电机关Q2.314三层平层I2.014电梯上行指示Q2.415四层平层I2.115电梯下行指示Q2.516开门限位I2.217关门限位I2.318电梯上升极限位I2.419电梯下降极限位I2.5xx 航空航天大学课程设计论文 基于 PLC 电梯监控系统设计53 四层电梯控制系统软件设计3.1 S7-200 软件简介S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。3.2 四层电梯控制系统程序与分析由于断电或故障等原因，会使 PLC 停止运行。当 PLC 重新运行时，假如电梯门未完全打开或关闭时，Q2.3
